Открыт эффект движения ионов в противоположном направлении импульсу ионизирующего фотона за счет фотоэффекта

В процессе ионизации ионы в среднем получают 3/5 от импульса первоначального фотона и за счет этого двигаются в противоположную импульсу фотона сторону. Это удалось выяснить с помощью тщательного измерения импульсов, которые приобрели заряженные ионы гелия и азота после фотоионизации электрона с внутренней K-оболочки. Результаты для обоих типов атомов совпали с предсказаниями теории в широком диапазоне энергий фотонов: от 300 электронвольт до 40 килоэлектронвольт. Работа опубликована в Physical Review Letters, кратко о результатах сообщает журнал Physics. Так как классическая теория электромагнитных волн Максвелла не могла объяснить многих особенностей фотоэффекта, его изучение способствовало развитию современной квантовой физики. В частности, для построения теории этого явления Альберт Эйнштейн привлек идею о том, что энергия из электромагнитной волны поглощается только определенными порциями, и назвал поглощаемые частицы фотонами. За открытие законов фотоэффекта Эйнштейн в 1921 году получил Нобелевскую премию по физике.

Читать далее

Продемонстрирована возможность управления электронными спинами в алмазе с помощью акустического резонанса

Американские ученые недавно построили микроэлектромеханическое устройство на основе кристалла алмаза с азотно-замещенными вакансиями и довольно успешно продемонстрировали возможность управления электронными спинами этих дефектов с помощью акустического спинового резонанса. Полученные результаты помогут в создании компактных высокочувствительных сенсоров с нанометровым пространственным разрешением и низким энергопотреблением. Статья опубликована в журнале Physical Review Applied. Кристаллы алмаза используются физиками как материал для создания устройств квантовой обработки информации и чувствительных магнитных, электрических и температурных сенсоров с высокой разрешающей способностью. Для этих целей обычно применяют кристаллы с дефектами решетки — азотно-замещенными вакансиями, которые сокращенно называют NV-центрами. Они образуются в результате удаления атома углерода из узла решетки и связывания образовавшейся вакансии с атомом азота, замещающим позицию одного из соседних углеродов. Для практических задач, связанных с управлением спинами NV-дефектов, состояние которых можно рассматривать как логические состояния кубитов, обычно используют отрицательно заряженные NV-центры, электронный спин S которых равен единице (за счет наличия двух неспаренных электронов в таком дефекте).

Читать далее

Философия человеческого сознания и искусственный интеллект: от теории к практике

Данная заметка представляет собой обзор связи философии сознания и искусственного интеллекта. Она не претендует на оригинальное исследование, но автор надеется на плодотворную дискуссию и уничтожающую критику. В настоящее время трудно найти тему более актуальную и быстро развивающуюся, чем искусственный интеллект. Возникающие проблемы и достигнутые результаты, затрагивая острые для многих аспекты, такие как монополия человека на разум и сознание, требуют философского исследования, например, проблема различия «сильного» и «слабого» искусственного интеллекта и, в особенности, проблема возможности создания «искусственного сознания». В данной заметки предпринимается попытка дать обзор современных взаимоотношений между философскими теориями сознания и текущим состоянием искусственного интеллекта (ИИ). Философы существуют гораздо дольше, чем компьютеры, и пытаются решить некоторые вопросы, связанные с ИИ: как работает разум? Возможно ли, чтобы машины действовали разумно, как люди, и если да, то были ли у них реальные, «сознающие» умы? Каковы этические последствия интеллектуальных машин (Russel & Norvig, 2016)?

Читать далее

Математическое переосмысление физического смысла времени, бесконечности и основ мироздания

Из законов физики следует, что течение времени – всего лишь иллюзия. Чтобы избежать такого заключения, нам, возможно, придётся переосмыслить реальность чисел с бесконечной точностью. Если числа нельзя простым способом записывать бесконечными последовательностями цифр, то и будущее не предопределено. Странно, что, хотя нам кажется, будто мы проносимся сквозь время, беспрерывно находясь на тонкой грани между фиксированным прошлым и открытым будущим, эта самая грань – настоящее – никак не проявляет себя в существующих законах физики. К примеру, в теории относительности Эйнштейна время переплетено с тремя измерениями пространства, и формирует гибкий четырёхмерный пространственно-временной континуум – “блок-вселенную“, охватывающую прошлое, настоящее и будущее. Уравнения Эйнштейна описывают всё в блок-вселенной, как предрешённое с самого начала; изначальные условия космоса определяют, что будет дальше, и никаких сюрпризов не происходит – они только кажутся сюрпризами. «Для нас, верящих в физику, — писал Эйнштейн в 1955, за несколько недель до смерти, — различие между прошлым, настоящим и будущим является лишь упорной и настойчивой иллюзией».

Читать далее

Ловушки человеческого сознания: рекурсия мышления и научный метод ее анализа и выхода из нее

С момента появления языка как второй сигнальной системы — инструмента для мышления и общения, человечество получило критическое преимущество перед всеми другими живыми существами, поведение которых управляется системами первого уровня и поэтому принципиально ограничено в уровнях абстрагирования. Но, давая человеку инструмент огромной силы, язык и абстрактное мышления в то же время создают ограничения и ловушки, ведущие к проблемам, конфликтам и деструктивному поведению. Чем человечество последние 5000 лет в основном и занимается. Большинство войн, конфликтов, ссор и убийств происходят или оправдываются идейнымы, идеологическими, религиозными, политическими и другим абстрактными причинами, лежащими в сфере идей и информации, а не материального мира. И прежде чем война, конфликт, ссора приводит к реальным действиям, ей всегда предшествует этап намерения, замысла, подготовки, планирования, нагнетания, организации, проходящий на уровне слов и информации. Источник и инструмент всех войн, убийств, дискриминации, инквизиции, угнетения — язык. Но он же — инструмент науки, культуры, прогресса, развития, цивилизации. И виноват в проблемах не инструмент, а незрелое мышление, сознание и культура тех, кто его использует. Еще с античных времен лучшие умы это понимали и пытались исправить.

Читать далее

Концепция искусственных молекулярных моторов: как устроен самый маленький ротор в мире из 16 атомов

На микро- и нанометровом уровне происходит множество интереснейших процессов, о которых мы даже не подозреваем, ибо их не так и просто увидеть. Чего стоит наше собственное тело: миллионы клеток из разных подсистем слаженно выполняют свои функции, поддерживая жизнедеятельность организма. Среди великого разнообразия необычных молекулярных образований стоит выделить молекулярные моторы, к которым причисляют моторные белки (например, кинезин). Концепция искусственных молекулярных моторов существует еще с середины прошлого века, а попыток создать нечто подобное было очень много, и все они чем-то отличались от других. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из EMPA (Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологий) создали молекулярный двигатель из 16 атомов, что делает его самым маленьким на данный момент. Как именно ученые создавали нано-двигатель, какие его особенности и возможности, и как эта разработка может быть применена на практике? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Читать далее

Нейросеть обучили предсказывать сложное взаимодействие биологических молекул

Нейросети обучили быстро считывать информацию о поверхности белков – молекул, критически важных для многих биологических процессов. Эта технология уже используется для создания защиты от вируса, ответственного за COVID-19. У специалиста по вычислительной биологии Бруно Коррейа в лаборатории было правило: никакого машинного обучения (МО). Он не считал эту дисциплину строгой наукой. Но недавно Коррейа использовал её для поиска потенциальных способов взаимодействия белков – сложных свёрнутых молекул, отвечающих за многие биологические процессы – и получил результат в 40 000 раз быстрее обычных методов. На обложке журнала Nature Methods за февраль 2020 красуется его система. О своём нежелании принимать МО Коррейа говорит: «Я ошибался, и рад, что ошибался». Что заставило его передумать? Геометрическое глубокое обучение (ГО) – новая область ИИ, способная находить закономерности у искривлённых поверхностей. Белки взаимодействуют, пристраивая свои бугристые поверхности неправильной формы друг к другу как части трёхмерной головоломки. Исследователи десятилетиями пытались понять, как они это делают.

Читать далее

Наука о Земле в 21 веке: достижения и перспективы современной геологии

Сразу оговорюсь, что деление на века немного условно. Например, современная спутниковая интерферометрия используется с конца 1980-х годов, при этом высококачественные данные стали общедоступными только в 2000-х годах. Трехмерные модели тоже отнюдь не новинка, и делали их ну очень давно — ведь и плоская Земля на трех китах вполне себе объемная модель. Так в чем же разница геологии века прежнего и настоящего? Слева — фрагмент геологической карты США, справа — 3D геологическая модель с интерферограммой на поверхности рельефа по данным радарной спутниковой съемки (на шкале Density Gradient,% является характеристикой неоднородности геологической плотности, а Band Magnitude обозначает разность фаз отраженного сигнала радара для пары разновременных снимков). Попробуем ответить на фундаментальный вопрос: Геология: ремесло или наука? Как нам подсказывает Википедия: Геоло́гия (от др. -греч. γῆ «Земля» + λόγος «учение, наука») — совокупность наук о строении Земли, её происхождении и развитии, основанных на изучении геологических процессов, вещественного состава, структуры земной коры и литосферы всеми доступными методами с привлечением данных других наук и дисциплин.

Читать далее

Быстроходные речные военные суда в армиях мира: краткий обзор

На фото: Шведский боевой катер Combat Boat 90Н проходит испытания на реке Амазонке. Эта модель очень успешно зарекомендовала себя в прибрежных морских и речных операциях. Рынок новых речных судов, предназначенных для решения военных задач и задач обеспечения безопасности, весьма разнообразен, на нем имеется довольно широкий выбор всевозможных моделей. В то время как большинство делают акцент на небольших специальных силах и быстроходных патрульных катерах, Колумбия, имеющая наибольший опыт в этой сфере, также полагается на средние бронированные суда для поддержки своих малоразмерных катеров. Что касается речных операций, здесь некоторые флоты и судоверфи имеют богатый опыт, ведь многие конфликты зачастую происходили на территориях с крупными реками, имеющими стратегическое значение. В времена «холодной войны» вьетнамская война оказалась в эпицентре внимания, а река Меконг стала основными декорациями для таких операций. Опыт был получен и даже применен некоторыми странами, вследствие чего выросла потребность в быстроходных и/или хорошо защищенных судах.

Читать далее